一种高压发生器、射线成像设备及高压发生器的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种高压发生器、射线成像设备及高压发生器的控制方法，高压发生器包括：油箱；变换器系统，具有逆变模块、谐振模块及控制器，逆变模块通过谐振模块与油箱连接；其中，控制器用于基于预设功率阈值、谐振模块反馈的电流信号和油箱反馈的电压信号，识别高压发生器的当前工作模式，当前工作模式为轻载模式时，基于间歇脉冲调制方法调整逆变模块的工作频率，当前工作模式为重载模式时，基于连续脉冲调制方法调整逆变模块的工作频率，从而实现在高压发生器整个工作过程中，既实现高脉冲频率，又降低器件发热，降低成本，所用器件少，省却了高压大电流接触器和大功率谐振电感，可靠性得到极大提高。

【技术实现步骤摘要】
一种高压发生器、射线成像设备及高压发生器的控制方法
本专利技术涉及医疗器械
，具体涉及一种高压发生器、射线成像设备及高压发生器的控制方法。
技术介绍
高压发生器广泛用于X射线摄影/透视系统，包括DR、胃肠机、动态DR等，用于X射线摄影的高压发生器的负载为X射线管，其输出电压、电流的范围很宽，电压从40kV到150kV，电流从10mA到1000mA。医用X射线高压发生器多采用LCC谐振变换器，其工作频率随负载变化，轻载时频率很高，重载时频率很低。为了同时满足短时大功率和长时间小功率的工作要求，高压发生器的工作频率需要宽范围变化，尤其是在轻载长时间工作时，高压发生器中的功率器件、变压器等长时间工作在高频状态(例如100kHz～500kHz)，发热量极大，需要大容量散热量系统进行散热。传统做法是采用两套功率变换系统，当工作在不同模式时，需要在两套功率变换系统之间用接触器对谐振电感进行切换；当工作在长时间轻载时，切换到大谐振电感，变换器工作在较低频率(20kHz左右)，其它条件切换到小谐振电感并工作在较高频率(100kHz以上)。这种方案需要大功率电感、大功率接触器等，增加了体积、成本。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的高压发生器在重载工作模块及轻载工作模块之间的切换方法复杂的缺陷，从而提供一种高压发生器、射线成像设备及高压发生器的控制方法。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：第一方面，本专利技术实施例提供一种高压发生器，包括：油箱；变换器系统，具有逆变模块、谐振模块及控制器，逆变模块通过谐振模块与油箱连接；其中，控制器用于基于预设功率阈值、谐振模块反馈的电流信号和油箱反馈的电压信号，识别高压发生器的当前工作模式，当前工作模式为轻载模式时，基于间歇脉冲调制方法调整逆变模块的工作频率，当前工作模式为重载模式时，基于连续脉冲调制方法调整逆变模块的工作频率。在一实施例中，控制器包括：数据处理模块，其输入端分别与谐振模块及油箱连接，用于基于预设功率阈值、谐振模块反馈的电流信号和油箱反馈的电压信号，识别当前工作模式，并输出当前工作模式对应的频率定值；频率脉冲调制模块，其输入端与数据处理模块的输出端连接，其输出端与逆变模块连接，用于基于频率定值，通过输出对应的脉冲信号，调整逆变模块的工作频率。在一实施例中，高压发生器，还包括：采集模块，其输入端分别与谐振模块及油箱连接，其输出端与控制器连接，用于采集谐振模块的电流信号及油箱的电压信号。在一实施例中，谐振模块包括：至少一个电感，电感与逆变模块的输出端连接；电容，与电感串联。在一实施例中，高压发生器还包括：EMI滤波器，与电源连接；预充及整流模块，分别与EMI滤波器以及变换器系统连接。第二方面，本专利技术实施例提供一种射线成像设备，包括第一方面所述的高压发生器。第三方面，本专利技术实施例提供一种高压发生器的控制方法，基于第一方面所述的高压发生器，包括：获取谐振模块的电流信号和油箱的电压信号；基于预设功率阈值、谐振模块反馈的电流信号和油箱反馈的电压信号，识别当前工作模式；当前工作模式为轻载模式时，基于间歇脉冲调制方法调整逆变模块的工作频率，当前工作模式为重载模式时，基于连续脉冲调制方法调整逆变模块的工作频率。在一实施例中，当前工作模式为轻载模式时，基于间歇脉冲调制方法调整逆变模块的工作频率的过程，包括：根据谐振模块反馈的电流信号和油箱反馈的电压信号，计算当前功率；判断当前功率是否低于预设功率阈值，当低于预设功率阈值时，判定当前工作模式为轻载模式，并获取轻载模式对应的频率定值；基于轻载模式对应的频率定值，生成间歇脉冲信号，调整逆变模块的工作频率。在一实施例中，间歇脉冲信号由第一预设数量的低电平脉冲、第二预设数量的高电平脉冲交替输出构成，第一预设数量大于第二预设数量。在一实施例中，当前工作模式为重载模式时，基于连续脉冲调制方法调整逆变模块的工作频率的过程，包括：根据谐振模块反馈的电流信号和油箱反馈的电压信号，计算当前功率；判断当前功率是否高于预设功率阈值，当高于预设功率阈值时，判定当前工作模式为重载模式，并获取重载模式对应的频率定值；基于重载模式对应的频率定值，生成连续脉冲信号，调整逆变模块的工作频率。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供的高压发生器，控制器基于油箱反馈的电压信号及谐振模块反馈的电流信号调整逆变模块的工作频率，即在重载时，采用连续脉冲调制方法调整逆变模块的工作频率，在轻载时，采用间歇脉冲调制方法调整逆变模块的工作频率，从而实现在高压发生器整个工作过程中，既实现高脉冲频率，又降低器件发热，降低成本，所用器件少，省却了高压大电流接触器和大功率谐振电感，可靠性得到极大提高。2.本专利技术提供的高压发生器中电感、电容以及油箱形成LCC串并联谐振电路，该谐振电路结合了串联与并联两种变换器的特性，从而具有更好的调节性和负载适应性。3.本专利技术提供的射线成像设备中的控制器基于油箱反馈的电压信号及谐振模块反馈的电流信号调整逆变模块的工作频率，即重载时，采用连续脉冲调制方法调整逆变模块的工作频率，在轻载时，采用间歇脉冲调制方法调整逆变模块的工作频率，在不改变电路硬件参数的基础上，实现了逆变模块工作频率的切换。4.本专利技术提供的高压发生器的控制方法，根据油箱反馈的电压信号及谐振模块反馈的电流信号，进行闭环反馈控制，根据高压发生器的工作模式，调整逆变模块的工作频率，重载时，采用连续脉冲调制方法调整逆变模块的工作频率，在轻载时，采用间歇脉冲调制方法调整逆变模块的工作频率从而既实现高脉冲频率，又降低器件发热。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的高压发生器的一个具体示例的组成图；图2为本专利技术实施例提供的间歇脉冲信号；图3为本专利技术实施例提供的闭环反馈控制的具体控制框图；图4为本专利技术实施例提供的连续脉冲信号；图5为本专利技术实施例提供的高压发生器的另一个具体示例的组成图；图6为本专利技术实施例提供的高压发生器的另一个具体示例的组成图；图7为本专利技术实施例提供的谐振模块的一个具体示例的组成图；图8为本专利技术实施例提供的高压发生器的另一个具体示例的组成图；图9为本专利技术实施例提供的高压发生器的另一个具体示例的组成图；图10为本专利技术实施例提供的高压发生器的控制方法的一个具体示例的流程图；图11为本专利技术实施例提供的间歇脉冲调制方法的一个具体示例的流程图；图12为本专利技术实施例提供的连续脉冲调制方法的一个具体示例的流程图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压发生器，其特征在于，包括：/n油箱；/n变换器系统，具有逆变模块、谐振模块及控制器，所述逆变模块通过所述谐振模块与所述油箱连接；其中，所述控制器用于基于预设功率阈值、所述谐振模块反馈的电流信号和所述油箱反馈的电压信号，识别高压发生器的当前工作模式，当前工作模式为轻载模式时，基于间歇脉冲调制方法调整所述逆变模块的工作频率，当前工作模式为重载模式时，基于连续脉冲调制方法调整所述逆变模块的工作频率。/n

【技术特征摘要】
1.一种高压发生器，其特征在于，包括：
油箱；
变换器系统，具有逆变模块、谐振模块及控制器，所述逆变模块通过所述谐振模块与所述油箱连接；其中，所述控制器用于基于预设功率阈值、所述谐振模块反馈的电流信号和所述油箱反馈的电压信号，识别高压发生器的当前工作模式，当前工作模式为轻载模式时，基于间歇脉冲调制方法调整所述逆变模块的工作频率，当前工作模式为重载模式时，基于连续脉冲调制方法调整所述逆变模块的工作频率。


2.根据权利要求1所述的高压发生器，其特征在于，所述控制器包括：
数据处理模块，其输入端分别与所述谐振模块及所述油箱连接，用于基于预设功率阈值、所述谐振模块反馈的电流信号和所述油箱反馈的电压信号，识别当前工作模式，并输出当前工作模式对应的频率定值；
频率脉冲调制模块，其输入端与所述数据处理模块的输出端连接，其输出端与所述逆变模块连接，用于基于所述频率定值，通过输出对应的脉冲信号，调整所述逆变模块的工作频率。


3.根据权利要求1所述的高压发生器，其特征在于，还包括：
采集模块，其输入端分别与谐振模块及油箱连接，其输出端与所述控制器连接，用于采集所述谐振模块的电流信号及所述油箱的电压信号。


4.根据权利要求1所述的高压发生器，其特征在于，所述谐振模块包括：
至少一个电感，所述电感与所述逆变模块的输出端连接；
电容，与所述电感串联。


5.根据权利要求1-4任一所述的高压发生器，其特征在于，还包括：
EMI滤波器，与电源连接；
预充及整流模块，分别与所述EMI滤波器以及所述变换器系统连接。


6.一种射线成像设备，其特征在于，包括权利要求1-5任一所述的高压发生器。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：范声芳，王德印，王万全，
申请(专利权)人：苏州博思得电气有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32